JackLit: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questo progetto è stato realizzato da studenti appartenenti alla partnership tra la Fremont Academy Femineers e il corso 128 di Pomona College Electronics. Questo progetto aveva lo scopo di integrare la tecnologia hex-ware in una giacca divertente che si illumina a ritmo di musica. Il nostro "JackLit" è in grado di ascoltare la musica attraverso un microfono e utilizza un codice di trasformazione Fast Fourier per selezionare le frequenze nella musica che possono essere quantificate e utilizzate per distinguere particolari gruppi di illuminazione sulla giacca. In tal modo, gruppi di pannelli elettroluminescenti, collegati in parallelo, si illuminano al ritmo di qualsiasi canzone in base alla gamma di frequenze che il microfono sente. L'uso di questo progetto è quello di fornire una giacca divertente che possa illuminarsi al ritmo di qualsiasi canzone. Può essere indossato in occasione di eventi sociali o applicato a diversi capi di abbigliamento. La tecnologia potrebbe essere utilizzata in scarpe, pantaloni, cappelli, ecc. Può anche essere utilizzata per allestire l'illuminazione di spettacoli e concerti.

Passaggio 1: materiali

Tutti i materiali sono disponibili su adafruit.com e amazon.com.

• Pannello elettroluminescente bianco 10cmX10cm (x3)
• Pannello elettroluminescente blu 10cmX10cm (x4)
• Pannello elettroluminescente acqua 10cmX10cm (x3)
• Pannello elettroluminescente aqua 20cmX15cm (x2)
• Nastro elettroluminescente verde da 100 cm (x3)
• Nastro elettroluminescente rosso da 100 cm (x4)
• Nastro elettroluminescente blu da 100 cm (x2)
• Nastro elettroluminescente bianco da 100 cm (x1)
• Invertitore 12 volt (x4)
• Modulo relè SainSmart 4 canali (x1)
• Batteria da 9 volt (x5)
• Connettore a scatto da 9 volt (x5)
• Un sacco di fili
• HexWear

Passaggio 2: software Arduino

Prima di iniziare a costruire JackLit, devi avere gli strumenti di programmazione giusti per controllarlo. Innanzitutto, devi andare sul sito Web di Arduino e scaricare l'IDE di Arduino. Una volta fatto, ecco i passaggi che devi seguire per iniziare a programmare il tuo Hex.

1. (Solo Windows, gli utenti Mac possono saltare questo passaggio) Installare il driver visitando https://www.redgerbera.com/pages/hexwear-driver-i… Scaricare e installare il driver (il file.exe elencato al Passaggio 2 nella all'inizio della pagina RedGerbera collegata).
2. Installa la libreria richiesta per Hexware. Apri l'IDE di Arduino. In "File" seleziona "Preferenze". Nello spazio fornito per gli URL di Additional Boards Manager, incolla https://github.com/RedGerbera/Gerbera-Boards/raw/…. Quindi fare clic su "OK". Vai su Strumenti -> Bacheca: -> Gestore bacheca. Dal menu nell'angolo in alto a sinistra, seleziona "Contribuito". Cerca, quindi fai clic su Gerbera Boards e fai clic su Installa. Esci e riapri Arduino IDE. Per assicurarti che la libreria sia installata correttamente, vai su Strumenti -> Lavagna e scorri fino alla fine del menu. Dovresti vedere una sezione intitolata "Schede Gerbera", sotto la quale dovrebbe apparire almeno HexWear (se non più schede come mini-HexWear).

Passaggio 3: layout dell'inverter

Questo schema illustra il circuito che collega le batterie da 9 volt in parallelo agli inverter e poi al jacket. Si noti che la coppia di fili in uscita da ciascun inverter trasporta corrente alternata ed è importante che i fili collegati in parallelo provenienti dagli inverter siano in fase, altrimenti il guadagno netto non sarà 1.

Passaggio 4: layout del relè

Questo è il componente successivo del circuito dal passaggio 3 etichettato "a interruttori" che collega l'esagono agli interruttori (modulo relè).

Passaggio 5: costruisci

Collegare le batterie da 9 volt e gli inverter come mostrato nella Figura 1. Cinque da 9 volt dovrebbero essere in parallelo e collegare anche quattro inverter in parallelo. I fili di uscita dagli inverter devono essere collegati in parallelo e in fase. Uno dei fili paralleli di uscita dell'inverter va poi messo da parte per essere collegato direttamente ai pannelli elettroluminescenti sulla guaina. L'altro sarà collegato al modulo relè. Nota che cosa va dove è arbitrario perché abbiamo a che fare con un circuito CA. Come illustrato nel passaggio 4, dovresti dividere i fili paralleli in tre, ognuno collegato a uno dei quattro interruttori. Un interruttore rimarrà inutilizzato. Consulta le istruzioni su adafruit.com o amazon.com per sapere dove devono essere collegati i cavi agli interruttori. Ad ogni interruttore va collegato un altro filo che verrà messo da parte per il collegamento ai pannelli elettroluminescenti della giacca. Assicurarsi di collegare il modulo relè all'esagono in modo appropriato come mostrato al passaggio 4 e sopra.

Passando al circuito integrato nella giacca. Ora abbiamo un set di tre fili che si collega agli inverter e un altro set di tre fili che si collega agli interruttori. Sono in gruppi di tre perché abbiamo 3 circuiti paralleli di pannelli elettroluminescenti sulla giacca. I pannelli elettroluminescenti possono essere incollati a caldo sulla giacca e i fori praticati nel tessuto per infilare i fili in modo che non si vedano all'esterno. Il passaggio successivo è il più semplice ma il più noioso a causa di tutti i pannelli elettroluminescenti. Scegli quali pannelli vuoi illuminare contemporaneamente. È possibile assegnare tre gruppi di pannelli e ciascuno deve essere collegato in parallelo. Dovrebbero esserci cavi di ingresso positivi in parallelo e cavi di ingresso negativi in parallelo, sebbene che sia positivo e negativo sia arbitrario perché è un circuito CA. Collegare uno dei tre fili provenienti dagli inverter a ciascuno dei tre gruppi di luci parallele elettroluminescenti. Collegare quindi uno dei tre fili provenienti dagli interruttori a ciascuno dei tre gruppi di luci parallele elettroluminescenti. Assicurati di coprire i fili esposti in quanto ti daranno una leggera scossa.

Passaggio 6: codifica

Il nostro codice utilizza la libreria Arduino Fast Fourier Transform (fft) per scomporre il rumore nelle frequenze che sente l'esadecimale. La matematica effettiva dietro le trasformate di Fourier è alquanto complicata, ma il processo in sé non è troppo complesso. Innanzitutto, l'Hex sente il rumore, che in realtà è una combinazione di molte frequenze diverse. L'hex può ascoltare solo per un certo periodo di tempo prima di dover cancellare tutti i dati e di nuovo, quindi affinché possa sentire un rumore, la frequenza di quel rumore deve essere al massimo la metà del tempo che l'hex ascolta da allora l'esagono deve essere in grado di ascoltarlo due volte affinché sappia che è la sua stessa frequenza. Se dovessimo rappresentare graficamente un tono puro in funzione dell'ampiezza rispetto al tempo, vedremmo un'onda sinusoidale. Poiché in realtà i toni puri non sono comuni, ciò che vediamo invece è una linea sinuosa piuttosto confusa e irregolare. Tuttavia, possiamo approssimare questo con una somma di molte diverse frequenze di tono puro con un grado di precisione piuttosto elevato. Questo è ciò che fa la libreria fft: prende un rumore e lo scompone in diverse frequenze che sente. In questo processo, alcune frequenze che la libreria fft usa per approssimare il rumore reale hanno ampiezze maggiori di altre; cioè, alcuni sono più rumorosi di altri. Quindi, ogni frequenza che l'Hex può sentire ha anche un'ampiezza o volume corrispondente.

Il nostro codice fa un fft per ottenere un elenco delle ampiezze di tutte le frequenze nella gamma che l'esagono può sentire. Include il codice che stampa un elenco di frequenze e ampiezze e le traccia anche graficamente in modo che l'utente possa verificare che l'Hex stia effettivamente ascoltando qualcosa e che sembri corrispondere ai cambiamenti nel livello del volume di qualunque sia l'Hex udito. Da lì, poiché il nostro progetto ha 3 interruttori, abbiamo suddiviso le gamme di frequenza in terzi: basso, medio e alto e abbiamo fatto corrispondere ogni gruppo a un interruttore. L'Hex percorre le frequenze che ha sentito e se qualcosa nel gruppo basso/medio/alto supera un certo volume, allora l'interruttore corrispondente al gruppo a cui appartiene la frequenza si accende e il tutto si ferma per lasciare che la luce rimanga Su. Questo continua fino a quando tutte le frequenze sono state controllate, quindi l'Hex ascolta di nuovo e l'intero processo si ripete. Dato che avevamo 3 interruttori, questo è il modo in cui abbiamo diviso le frequenze, ma questo può essere facilmente ridimensionato a qualsiasi numero di interruttori.

Una nota su alcune delle stranezze del codice. Il motivo per cui quando iteriamo attraverso le frequenze a partire dalla decima è perché a una frequenza di 0, l'ampiezza è estremamente alta indipendentemente dal livello di rumore a causa di un offset DC, quindi iniziamo solo dopo quell'urto.

Vedi il file allegato per il codice effettivo che abbiamo usato. Sentiti libero di giocarci per renderlo più o meno sensibile, o aggiungi più gruppi di luci se vuoi! Divertiti!